Fémek

A fémek legrégibb definiciójának egyike a középkor hires alkémistájától, Geber-től származik, ki fémeknek az egymással keverhető, megolvasztható és minden irányban nyujtható testeket mondotta. Általában mind ő, mind a többi alkémisták a fémeket két alapanyagból - kénből (sulphur) és kénesőből (mercurius) - állónak gondolták. Az első a szint, a második a fényt, nyujthatóságot és olvaszthatóságot kölcsönzi. Vagyis minél durvábbak és tisztátlanabbak ezek, annál nemtelenebb a fém, tehát csak tisztítani, finomítani kell őket, hogy a nemtelen fémek nemes fémmé (arannyá, ezüstté) váljanak. Basilius Valentinus (A XV. sz. első felében) még azt is állította, hogy a fémek sót is tartalmaznak. Ezen a kén-kéneső elméleten alapult a közép- és ujkor egyik rögeszméje: az aranycsinálás, mely Lavoisier Antal kutatása következtében teljesen eltünt a tudományos irodalomból. Az e század elején élt kémikusok az ismert, gyér számu elemeket fémekre és nem fémekre (metalloidokra) osztották be. Azokat az át nem látszó elemeket, melyeknek nagy fajsulyuk, erős fényük és nagy melegvezető képességük van, fémeknek, e tulajdonságokkal nem birókat pedig nem fémeknek nevezték. Kémiai szempontból az előbbiek oxidjai többnyire bázikusak, az utóbbiaké pedig savasak vagy közömbösök. Azonban minél több elemet ismertek meg, annál tarthatatlanabb lett ez a beosztás, mert az egyes elemek fizikai szempontból a fémek, vegyi szempontból pedig a nem fémek jellemző sajátságait mutatták. Azonban sok tankönyv didaktikai szempontból azt a beosztást mai nap is megtartotta. A fémeket a kémikusok különféleképen osztályozták. Thénard és később Regnault a fémeknek az oxigénnel való vegyületéből indulva ki, 6 csoportot különböztetett meg. A régibb kémikusok a fajsuly szerinti beosztást is használták. I. csoport könnyű fémek 0,5 fajsulyon alul. II. csoport nehéz fémek 0,5-nél nagyobb fajsullyal. Berzelius az elektrokémiái rendszert állította fel és 3 csoportot különböztet meg. I. Elektropozitiv fémek. II. Elektronegativ v. savképző fémek. III. csoportba azok a fémek tartoznak, melyek a sókban az elektropozitiv részt alkotják. Az ujabb beosztások közé tartozik a kémiai értéküség szerint való beosztás. Igen használják a Roscoe és Schorlemmer-féle beosztást, melynek veleje az, hogy a hasonló tulajdonságu fémeket csoportosítja. A fémeknek célszerü csoportosítását, Than tanár szerint, az elemek szónál közöltük.

A fémek a közönséges hőmérsékletben a kéneső kivételével szilárd testek, szinük tiszta fehér, szürkés vagy kékes fehér (ezüst, ólom, cink), sárga (arany, kalcium) vagy vörös (réz, bizmut). Csiszolt állapotában minannyinak fénye, u.n. fémfénye van. A fémek többnyire kristályos testek, igy a vas, réz, ólom, cink, arany, ezüst, platina a reguláris; bizmut, antimon és arzén a hexagonális; a cink a hexagonális és reguláris, az ón a tetragonális rendszerben kristályosodik. A kristályosodással szorosan összefüggnek a fémek technikai tulajdonságai.

A fémek keméynségét és szilárdságát kevés idegen alkotó rész is befolyásolja. A keménység a legtöbb fémnél növekszik a kalapálással, drothuzással és hengerléssel. Ezért a megmunkálás közben a megkeményedett fémet izzítással kilágyítjuk. A kilágyítás nemcsak a keménység, de a ridegség csökkentésére is szükséges, mert a keménységgel a fémek ridegsége tetemesen növekszik. Némely fém - igy az acél - veres izzásig hevítve és azután gyorsan lehütve megkeményedik (edzés), más fém pedig megpuhul. A keménységre hat az is, hogy a fémet kiöntés előtt mily hőmérsékletnél olvasztottuk meg. Igy az olvadt ón kezdő veres izzásig hevítve és gyorsan leütve kemény lesz. Fontos a fémek idomíthatósága is, mely alatt hidegen való megmunkálásuk mértékét értjük. A hengerelhetőség dolgában a fémek sorozata: arany, ezüst, aluminium, réz, ón, platina, ólom, cink, vas, nikol. A kalapálhatóságot illetőleg a fémek egymásutánja ez: ón, ólom, arany, ezüst, aluminium, réz, platina, vas. A huzáskor nyilvánvaló nyujthatóságot a következő sorrend adja meg: platina, ezüst, vas, réz, arany, amluminium, nikol, cink, ón, ólom. Némely kalapálható fém: jelesen a lágy vas, nikol és platina forrasztható is, vagyis kellő fokig való izzitást követő megmunkálás után részeik egyeníthetők. A kopásnak jobban ellenáll: az acél és gyorsan lehütött öntöttvas, közepesen: a kovácsvas, a normálisan hütött öntöttvas, a platina, az arany, az ezüst és az aluminium; kevéssé: az ón, ólom és cink. A fémeket összeolvasztva, ötvényeket (Legierung) kapunk. Az öntvények technikai tulajdonságai nem olyanok mint az eredeti fémé. (L. Öntvények).

A fémeket vagy termésállapotban, vagy mint oxigén, kén, szelén, tellur, antimon, arzén stb. vegyületét találják. Termésállapotban csak a nehezen oxidálódó nemes fémek fordulnak elő, még pedig a legrégibb formációkban, jelesen a gránitban és palában. Érc (l.o.) alatt a bányászásra alkalmas mennyiségben előforduló fémvegyületeket értjük. Ezek ereket, telepeket, törzsöket stb. alkotnak. A fémek ára nagyon változik és főrészt a munkabérektől, a nyersanyag arutól, az ércelőfordulás mértékétől és a szállítástól függ. 1894. év első negyedében 100 kg.-kint a budapesti és a bécsi piacon az öntött réz 60 frt, az elektrolitikus réz 62 frt, a banka-szigeti ón 104 frt, a billiton-szigeti ón 100 frt, az angol ón 102 frt, az antimon regulusz 50 frt, a puha ólom 18-19 forint, a kemény pribrami antimonos ólom 27 frt, a jó öntő cink 23 frt, a nikol 400 frt, az osztrák és magyar fehér, tarka és szőke faszén és koksz nyersvas 4,3-5,0 frt. A legritkább és legdrágább fémek a következők: Egy grammnyi mennyiségben az arany 1 frt 62 kr., kolumbinum 3 frt, palládium 3,5 frt, rodium 4 frt, oszmium 5 frt, bárium 6 frt, cerium 8 frt, ittrium, erbium 10 frt, rutenium 11 frt, vanadium 12 frt, didimium 15 frt, kalcium 15 frt, cirkonium 61 frt, litium 18 frt, stroncium 20 frt. Tehát az utóbbinak 100 kg.-ja belekerülne 2 millió forintba.

Szinezése

A fémek szinezése, festése, oxidálása és befuttatása a fémek fölszini oxidálása vagy bevonása. Célja ennek az iparnak az, hogy a nemes fémeknek v. ezek ötvényeinek szebb külsőt, és a nem nemes fémeknek vagy ezek ötvényeinek nemcsak szebb külsőt, de nagyobb tartósságot is adjunk. A mekanikai szinezés festőanyagoknak v. bronzoknak szines lakkok, firnászok vagy más kötőszerek segítségével való felkenésben áll. A kémiai szinezés veleje az, hogy a tárgy fölszinét különféle kémai szerek segítségével megrozsdásítjuk - oxidáljuk. A galvanokrómia ez utóbbitól abban különbözik, hogy a rozsdaréteg létrehozására az elektromos áramot is felhasználja. Mivel a szinezés első módjáról Bronzolás cimszó alatt (III. k. 719. oldal) már szóltunk, ezuttal csak a másodikat tárgyaljuk. Ez az iparág egészen 1825-ig fejletlen volt, ugyszólván nem ismertek mást, mint a természettől létrehozott nemes rozsdát vagy patinát. A mondott évben a francia Lafleur kezdte az u.n. florenci bronznüanszokat alkalmazni, 1883. a francia Camus a füstölt florentini bronzot kultiválta, mely sokkal diszkrétebb volt, mint a florenci bronz rozsdavörös szine. Ma már a legváltozatosabb szinezést találjuk; Crozatier, Barbedienne és a többi bronzáru gyárosok vetélkednek egymással, hogy gyártmányuknak minél szebb és elegánsabb szint adjanak. A fémszinezés technikája napról-napra terjed, a mióta a kémikusok (Böttger, Buchner, Elsner, Kayser, Lüdersdorf, Stölzl stb.) is érdelkődnek a dolog iránt, a műipar e technika kifejlődése következtében hathatós támaszra talált. E téren még ma is a franciák a legelsők, kik után a bécsi, a berlini és a japáni iparosok következnek.

Forrás: Pallas Nagylexikon